Датчик оборотов турбобура Советский патент 1987 года по МПК E21B47/12 E21B45/00 

Изобретение относится к .бурению и может быть использовано ддя контроля забойных параметров в процессе бурения наклрнно направленных скважин, в частности для контроля частоты вращения долота.

Цель изобретения - повышение достоверности- забойной информации путем полного поглощения энергии звуковых колебаний.

На фиг. 1 схематически изображен датчик, продольный разрез; на фиг. 2 то же вид сверху,

Датчик оборотов турбобура состоит из корпуса 1, внутри которого установлен вал 2 турбобура, механизм формирования звуковых импульсов, состоящий из вращающейся обоймы 3 и уста- новленного в ней поглотителя 4 энергии звуковых колебаний, которьй выполнен в виде резинового полого цилиндра с разрезом вдоль его образую- 1щей. На валу 2 турбобура размещен кулачок 5 эллиптической формы, который имеет возможность взаимодействия с раздвижными звеньями 6 и 7. Одни концы раздвижных звеньев закреплены на поглотителе 4, а другие - жестко за- ,креплены на внутренней поверхности корпуса 1.

Датчик работает следующим образом

Датчик оборотов размещается в корпусе 1 переводника над третьей секцией шпиндельного турбобура типа ЗТСШ-7 1/2 ТЛ. В исходном состоянии между корпусом .1 и поглотителем 4 энергии звуковых колебаний устанакпи вается зазор 8 (фиг. 2). Промывочная жидкость через корпус 1 поступает в турбобур. Вал турбобура 2 вращает кулачок 5 (фиг. 1). В результате вращения вала 2 кулачок 5, форма которого эллиптическая, периодически раздвигает звенья 6 и 7 (фиг. 2), тем самым производя контакт поглотителя 4 энергии звуковых колебаний с внутрен ;ней поверхностью корпуса 1, при этом образуется последовательность волновых пауз,

Согласно теории поглощения звука в твердых телах коэффициент поглощения выражается через величины

f.

,

где f - частота;

с - скорость звука; - фактор потерь.

Фактор акустических потерь в различных средах определяется следующим соотношением

8

б-тг f(i+ x)

где 1 - коэффициент внутреннего трения;

У - модуль Юнга; К - упругая константа Ламэ.

Известно, что фактор.акустических потерь, например, для железа равен 0,18 для стали 0,8 и для резины 200, что является наибольшим значением. Это свойство резины в данном датчике .используется в качестве поглотителя энергии звуковых колебаний. Например, если присоединить кратковременно резину в качестве поглотителя энергии к демпфирующей поверхности, на которой распределяются бегущие волны, то можно получить волновую паузу. словами, происходит отбор звуковой энергии из системы на время присоединения поглотителя.

В периодического присоединения поглотителя звуковых колебаний к участку поверхности бурильной трубы получают последовательность волно вых пауз пропорционально числу присоединения поглотителя, причем длительность волновых пауз равна времени соприкосновения.

Предлагаемая конструкция позволя- ет полностью поглощать энергию со всей поверхности корпуса проводника. Использование предлагаемого датчика позволяет увеличить механическую скорость и проходку на долото путем под- держания заданного значения осевой нагрузки на долото по геолого-технологическому наряду, особенно,для наклонно направленного бурения,

Формула изобретения

Датчик оборотов турбобура, содержащий корпус, установленные в нем вал турбобура, механизм формирования звуковых импульсов, состоящий из вращающейся обоймы и установленного в ней поглотителя энергии звуковых колебаний, отличающий ся тем, что, с целью повьшения достоверности

забойной инфррмации, он снабжен кулачком эллиптической формы и раздвижными: звеньями, одни концы которых закреплены на корпусе, а другие - на поглотителе энергии звуковых колеба3. 12833704

НИИ, последний выполнен в виде рези-установлен на валу с возможностью

нового полого цилиндра с разрезом

вдоль его образующей, причем кулачок

взаимодействия с раздвижными звень ми.

установлен на валу с возможностью

взаимодействия с раздвижными звеньями.

Изобретение предназначено для контроля частоты вращения в процессе бурения наклонно-направленных скважин. Цель изобретения - повышение достоверности забойной информации за счет полного поглощения энергии звуковых колебаний. Внутри корпуса (к)1 датчика установлен вал 2 турбобура. На валу 2 установлен кулачок 5 эллиптической формы. Звуковые колебания формируются механизмом, состоящим из вращающейся обоймы и установленного в ней поглотителя энергии звуковых колебаний (ПЭЗК) 4. Он выполнен в виде резинового цилиндра с разрезом вдоль его образующей. На внутренней поверхности К1 и на ПЭЗК 4 закреплены противоположными концами раздвижные звенья 6 и 7. Промывочная жидкость через К1 поступает в турбобур. Вал 2 вращает кулачок 5, который периодически раздвигает звенья 6 и 7. За счет этого ПЭЗК 4 контактирует с внутренней поверхностью 1 и поглощает энергию звуковых волн со всей поверхности К1. При этом образуется последовательность волновых пауз. Количество пауз пропорционально числу присоединений поглотителя 4, а их длительность равна времени соприкосновения. 2 ил. i (О 00 со со

Редактор С. Лисина

Составитель Г. Алексеева Техред и. Попович

Заказ 7395/28Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

qot/f.1

Корректор Л, Пилипенко

Подписное